Элементы конструкции котлов

Подъемные парообразующие трубы.

В судовых котлах наружные диаметры парообразующих труб принимают равными 29; 32; 38; и 44,5 мм. С целью обеспечения надежной циркуляции первые ряды притопочного пучка и экраны имеют больший диаметр, чем задние ряды; угол наклона труб к горизонтали менее 15-200 не выполняется. изгибы всех труб делают по радиусу. Ввод труб в барабаны осуществляется только в радиальном направлении. Соединение водогрейных труб 6 (рис. 3) с барабанами и коллекторами выполняется путем их развальцовки в отверстиях в барабане или приварки к штуцерам. Расположение труб в пучке относительно друг друга бывает шахматное или коридорное.

Опускные трубы.

Наружный диаметр опускных труб принимают равным 51 или 57 мм (трубы 15 за экраном 17) и 114 или 133 мм (трубы 14 в мехобшивочном пространстве) – см. рис. 3. для обеспечения надежной циркуляции суммарное проходной сечение опускных труб составляет 0,25 – 0,7 сечения подъемных труб. Во избежание захвата пара в опускные трубы, последние вводятся в паровой барабан так, чтобы над входом в опускные трубы был слой воды не менее 150-200 мм.

Рис. 3 Конструктивные элементы водотрубных котлов

БАРАБАНЫ

Диаметр пароводяного барабана принимается, исходя из усло­вия получения чистого пара, размещения труб, водяной емкости; для поддержания уровня воды в барабане в заданных пределах. Внутренний диаметр пароводяного барабана составляет 1000- 1300 мм. Размеры водяных барабанов выбираются из условия развальцовывания труб изнутри. Внутренний диаметр водяных барабанов выбирается из условия развальцовывания труб изнутри. Внутренний

водяных барабанов составляет 500-700 мм. Барабаны изготавливаются сварным или ковано-сварным. Днища барабанов изготавливаются или штампуются из листовой стали.

Барабан состоит (см. рис. 3) из сварного корпуса 4 и приваренных к нему днищ I, 5. Участки стенок барабанов, в которых закрепляются водогрейные трубы 6, называется трубными решетками 3. Трубные решетки для обеспечения лучшей плотности и прочности делают утолщенными и в отверстиях для труб делают от одной до трех канавок.

Также толщина стенки барабана зависит от давления получаемого пара. На барабанах устанавливают приварыши 2 под арматуру и контрольно-измерительные приборы. В средней части днища 5 есть лаз, запираемый специальным устройством.

В пароводяном барабане (рис. 4) размещаются различные паросепарирующие устройства, питательные трубы, а также трубы верхней продувки. В водяном барабане размещаются трубы нижней продувки. Погруженный дырчатый щит 4 в пароводяном барабане способствует равномерному распределению выходящего пара по площади зеркала испарения. Располагается щит на 100-150 мм ниже рабочего уровня воды в барабане. Направляющий щит 2 устраняет воздействие пара, интенсивно выделяющегося из испарительных труб 5, на воду, поступающую в опускные трубы I. Дырчатый паровой щит 6 (рис. 4, б), устанавливаемый в паровом пространстве, уменьшает влажность пара путем отделения от его мелких капель воды.

Парозаборная труба 14 (рис. 4, а, г) предназначена для равномерного забора сухого пара из котла. Она располагается вдоль пароводяного барабана и присоединена к стопорному крану. По длине трубы делают отверстия или прорези для забора пара. Питательная труба 16 служит для подачи питательной воды в котел и располагается вдоль пароводяного барабана. Для равномерного смешения питательной воды с водой котла и сохранения нормальной циркуляции эта труба размещается в районе опускных труб. Труба 13 верхней продувки с воронкой 15 предназначена для улавливания с поверхности зеркала испарения масла, пены и других примесей и удаления их из котла. Она одним концом присоединяется к клапану верхней продувки, а на свободном конце имеет воронку 15, которая располагается на 50-100 мм ниже нормального рабочего уровня воды в барабане. Труба 17 нижней продувки устанавливается в водяном

Рис.4 Внутренне устройство барабанов

барабане и служит для удаления из котла осаждающегося шлама, т.е. выпадающих в осадок веществ, накапливающихся в процессе парообразования. Трубы нижней продувки ставят на расстоянии 20-30 мм от нижней стенки водяного барабана.

Дополнительные поверхности нагрева котла усложняют конструкцию котла, но существенно повышают коэффициент полезного действия (на 15-20%)

Вопросы для самопроверки

1. Как классифицируются парогенераторы по назначению?

2. За счет чего работает утилизационные парогенераторы?

3. Как классифицируются парогенераторы по относительному движению теплообменивающихся сред?

4. Какие вы знаете схемы водотрубных котлов?

5. Назовите основные элементы водотрубных котлов.

6. За счет чего в котлах создается циркуляция воды?

7. Что такое зеркало испарения? В какой элементе котла происходит испарение?

8. Какие поверхности нагрева ограничивают топку котла?

9. С какой целью в котлах устанавливают хвостовые поверхности нагрева?

10. Каким образом парообразующие трубы соединяются с барабанами?

11. Какие конструктивные меры применяют для устранения захвата пара в опускные трубы в пароводяном барабане?

12. Где располагаются необогреваемые опускные трубы котла?

13. Каким образом осуществляется сепарация пара в пароводяном барабане?

14. Какие факторы влияют на толщину стенок барабана?

15.Что представляет собой питательная труба и где она устанавливается?

16. Где монтируются воронки верхнего продувания? Почему?

Практическое занятно № 6

УСТРОЙСТВО СУДОВЫХ КОТЛОВ (ПАРОГЕНЕРАТОРОВ)

ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛИ

Повышение температуры пара улучшает экономичность пароэнергетической установки и позволяет получить большую ее мощность. Для получения перегретого пара во всех главных котлах устанавливают пароперегреватели. Пароперегреватели обеспечивают перегрев забираемого из котла насыщенного пара, который затем подается к паровым потребителям.

Рассмотрим конструкцию одного из применяемых в судовых котлах пароперегревателей: в вертикальном одноколлекторном петлевом пароперегревателе (рис.5) коллектор 5 имеет ряд поперечных перегородок 7 и продольную перегородку, разделяющих пароперегреватель на ступени с целью создания одинаковой скорости пара в трубах.

Со стороны заднего фронта котла насыщенный пар из пароводяного барабана поступает в пароперегреватель через патрубок 4. Вначале он попадает в камеру 3 насыщенного пара, откуда по петлям 2 перетекает в промежуточную камеру 6. Из нее пар по петлям I поступает в камеру перегретого пара 9 и далее через патрубок 8 направляется в паровую магистраль.

Рис. 5 Одноколлекторный петлевой пароперегреватель

ВОДОПОДОГРЕВАТЕЛИ (ЭКОНОМАЙЗЕРЫ)

Газы, уходящие после омывания конвективных пучков котла, имеют еще достаточно высокую температуру, поэтому их теплоту можно использовать (что повысит КПД котла) для подогрева питательной воды перед поступлением ее в котел. Для этой цели служат экономайзеры, которые располагаются первыми по ходу газов в газоходе котла (см. рис. 2). Вода в них всегда движется по трубам, а газы снаружи омывают их поверхность.

В судовых котлах применяют в основном двухколлекторные горизонтальные экономайзеры петлевого или змеевикового типа. Применяемые в котлах системы питания допускают в случае выхода из строя экономайзера его отключение и направление питательной воды, идущей в котел по обводной магистрали.

Рис. 6 Змеевиковый экономайзер

В гладкотрубном двухколлекторном змеевиковом экономайзере (рис. 6) питательная вода от насоса поступает в верхний коллектор 3 и, пройдя по змеевикам 5, выходит из нижнего коллектора 1. Перепускные трубы 2позволяют установить требуемую скорость воды. Петли змеевиков крепятся таким образом, чтобы избежать провисания, для чего служат трубы 6, а также, чтобы была обеспечена возможность свободного перемещения при нагревании. Для вальцовки или в случае необходимости глушения змеевикового элемента коллекторы имеют отверстия, закрываемые заглушками 4.